POSTITULO PRIEMR CICLO MODULOCIENCIAS NATURALES EJE DE TIERRA Y EL UNIVERSO

Taller DE Tierra y Universo

¿Qué ubicación tiene la Tierra en el Universo?Planificación del viaje interestelar

Integrantes: Marisol Carreño Karina Flores Nelly Muñoz Evelyn Palma Elisa Sepúlveda Daniela Silva

¿Qué recursos y conocimientos necesitarías para emprender un viaje a una estrella?

Imagínense que son científicos que viajarán por el Universo, con la oportunidad de explorar cualquier lugar u objeto. Para empezar con la planificación de su viaje, inicie la discusión a partir de las siguientes preguntas:

- ¿Cuáles son algunas de las dificultades que esperas enfrentar en este viaje?1. Desconocimiento del lugar.2. Temor a perderse.3. Problemas que pueden surgir en el viaje.

- ¿Qué quieres aprender durante el viaje?1. Los componentes del Universo y la relación que hay entre ellos.2. Cuanto tiempo tardaríamos en recorrer el Universo.

- ¿Qué tipos de cosas y objetos esperas ver en el viaje?1. Si hay vida en otros planetas.2. Cometas, galaxias, estrellas, planetas, satélites, etc.

Organicemos:

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- Ubica diferentes láminas de elementos del universo, imprime o recorta.

- Clasifica y ordena los elementos y lugares mostrados en las láminas según la organización del Universo; para ello deberás escribir los nombres de elementos y lugares en el grupo o conjunto que corresponda.

¿El Universo cambia?

- Dibuja galaxias (como puntos o espirales) en la superficie del globo desinflado, ahora dibuja un punto o espiral de color diferente y fácilmente distinguible entre las demás. Esta última será tu galaxia hogar.

- Infla el globo poco a poco y observa el movimiento de los puntos fuera de tu galaxia hogar durante la expansión.

- ¿Se acercan o se alejan de tu galaxia hogar?R: Los puntos se alejan de la galaxia.

- ¿Qué sucede con las distancias entre galaxias?R: La distancia aumenta.

- Reflexiona sobre la posibilidad de que el Universo esté en contracción; para simular esto, desinfla el globo y observa los puntos durante esta contracción. ¿Qué sucede con las distancias entre las galaxias?R: Las distancias entre las galaxias se acortan.- Podemos descubrir que las distancias entre los puntos y la galaxia se acortan entre sí.

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Empecemos por conocer el Sistema Solar

¿Cuáles son los tamaños de la Tierra, el Sol y la Luna?

- Escojan un tamaño con un diámetro definido para representar la Tierra y construyan un modelo de este planeta en plasticina (para precisar la medida es conveniente que utilicen el pie de metro. Luego, construyan un modelo de la Luna utilizando la misma escala. Pueden incluir cráteres en la Luna y continentes en la Tierra, y/o usar distintos colores para los dos cuerpos.

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- A continuación, ubiquen los dos cuerpos de manera que la distancia entre ellos esté a la misma escala utilicen la Tabla de datos proporcionada previamente.

Comparen sus modelos ¿Qué ocurrirá con la distancia entre la Tierra y La Luna si duplicamos el diámetro de la Tierra en el modelo?R: La distancia entre La Tierra y la Luna se reducirían.

Predigan el tamaño y distancia que tendría el Sol a la misma escala utilizando los datos disponibles e intenten representarlos de alguna forma. R: La predicción es que aumenta la distancia y el tamaño.

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- ¿Cuáles son las principales dificultades que tuviste en la construcción del modelo? ¿Por qué es difícil hacer un modelo a escala real para mostrar tamaños y distancias astronómicas?R: La plasticina no fue suficiente, fue necesario buscar otra forma de realizar la representación.Porque la Tierra es incapaz de contener un cuerpo que tenga un mayor tamaño que ella, por lo que se tendría que realizar el modelo fuera de ella.

- Si construyes un modelo del Sol y la Tierra al interior de la sala: ¿Qué pasaría con el tamaño de la Tierra? ¿y el tamaño de la Luna?R: El tamaño de la Tierra sería aproximadamente 1.000 veces menor que el tamaño del Sol y el tamaño de la Luna sería aprox. 4.000 veces menor que el tamaño del Sol.

- El modelo hecho en la clase: ¿Muestra los tamaños relativos de los tres cuerpos con facilidad? ¿Muestra las distancias entre ellos?R: Aunque el Sol y la Luna se observan a la misma distancia desde la Tierra, la Luna es de menor tamaño que la Tierra y la Tierra es de menor tamaño que el Sol.

Los modelos son construcciones muy útiles, pero recuerda que son solo representaciones, y no tienen todas las características de los fenómenos reales.- ¿Qué información útil es posible extraer del modelo elaborado en

clases?R: Más que en la información, destacaríamos la utilidad ya que el contenido fue aprendido desde la experimentación y la vivencia porque lo que fue construido por nosotras mismas.

- ¿Que características del sistema Sol-Tierra-Luna no son representadas en tu modelo?R: No están representados en el modelo el eje de inclinación de la Tierra y las órbitas.

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Un modelo dinámico del sistema Tierra, Luna y Sol

¿De qué manera se mueve la Tierra? ¿Qué movimientos conoces tú de la Tierra y de la Luna? ¿Cómo podríamos evidenciar tales movimientos?

- La Tierra se mueve sobre su propio eje y alrededor del Sol.- Movimiento de rotación y de Traslación.- En la Tierra con el día y la noche y las estaciones del año y en la Luna en

las fases.

Organícense en grupos de cuatro, y preparen un set de carteles con los nombres Tierra, Luna y Sol. Tres de los integrantes tendrán roles en este sistema según el cartel que les corresponda, y el/la cuarta tendrá el rol de director/a, quien será responsable de contribuir a la elaboración de registros y coordinación general.A cada grupo le corresponderá construir el modelo de movimientos con sus propios cuerpos, siguiendo la pauta a continuación. Este modelo no toma en cuenta ni tamaños ni distancias.

Primera etapa: Rotación del Sol y de la Tierra. Para empezar, demuestren solamente los movimientos de rotación del Sol y de la Tierra. Recuerden que el Sol rota más lento sobre su eje comparado con la Tierra. Consideren además el sentido del giro (a favor o en contra de las agujas del reloj).

¿Este modelo es coherente con tu experiencia? R: Este modelo es coherente con nuestra experiencia. La experiencia con respecto a la Tierra si; la rotación del Sol no, debido a que no es perceptible a la vista de los seres humanos.

Segunda etapa: Traslación de la Tierra alrededor del Sol. A continuación, demuestren el movimiento de traslación de la Tierra y que, al mismo tiempo, continúen el movimiento de rotación. La Tierra se desplazará en una órbita más o menos circular alrededor del Sol. Considerar el sentido del movimiento de traslación.

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Tercera etapa: Traslación de la Luna alrededor de la Tierra. En esta etapa el Sol descansa, la Luna gira alrededor de la Tierra en rotación y traslación, de manera que siempre exponga la misma cara hacia la Tierra.¿Cómo es la relación de rotación y traslación de la Luna que solo nos permite observar la misma cara? Es importante tener claro que el período de rotación es similar al período de traslación, en el caso de la Luna. Hagan el ejercicio de traslación de la Luna, primero sin rotar y luego con rotación.R: En este modelo la traslación de la Luna es más lenta, pero la distancia es más corta y la rotación también es más lento debido a que el diámetro de la Luna es más pequeño.

Etapa de integración: Traslación y rotación de los cuerpos Tierra,Luna, Sol. En esta etapa deberán integrar todos los movimientos de las tres etapas anteriores.

¿De qué manera se mueven la Tierra, la Luna y el Sol? ¿Qué evidencias nos permiten señalar que estos cuerpos presentan rotación? Con estas observaciones, ¿se puede estimar la duración de la rotación y traslación de cada uno de los cuerpos estudiados?Las evidencias reunidas, ¿permiten explicar el porqué siempre observamos la misma superficie lunar?R: La Tierra, la Luna y el Sol se mueven a través de la rotación y la traslación.

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Las evidencias que nos permiten señalar que estos cuerpos presentan rotación y traslación son: en la Tierra el origen del día y la noche, de la Luna no tenemos evidencias ya que la Tierra y la Luna giran en diferentes órbitas, en cambio en el Sol no es perceptible.Se puede estimar en la Tierra ya que la rotación tarda 24 horas y la traslación 365 días aproximadamente, en la Luna podemos estimar la traslación por sus fases, su rotación no es perceptible al igual que la traslación y rotación del Sol. Observamos siempre la misma superficie lunar porque la orbita de la Luna y de al Tierra no son las mismas.

¿Cuáles son las limitaciones del modelo realizado? Realicen una indagación online (por ejemplo: http://www.nasa.gov) acerca de los tiempos de duración de los movimientos de rotación y traslación de cada uno de los cuerpos en estudio. Para ello se sugiere completar la siguiente tabla y responder a las preguntas complementarias.

El hecho de que el Sol sea un cuerpo gaseoso y la Tierra y la Luna posean una estructura más sólida, ¿influye en los movimientos de rotación?¿Qué relación existe entre los movimientos de rotación y traslación de la Luna, que siempre vemos una cara de la superficie lunar?R: Sí, influye por la composición gaseosa, a menor cohesión de los partículas mayor movilidad de ellas.Ambos tienen la misma duración 27,32 días.

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27, 32 días 27, 32 días

24 horas (23 horas 56 minutos) 365 días

25 días en el ecuador36 días en los polos. 200 millones de años

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¿Cómo se producen las estaciones del año

¿Qué ocurre con el tiempo atmosférico en diferentes países durante una semana? ¿Todos los países comparten la misma estación? ¿Cuáles son algunas características de las cuatro estaciones del año? ¿Qué ocurre con los períodos de luz y oscuridad durante las estaciones del año? R: Cambia, debido a que las condiciones atmosféricas cambian durante el día.No todos los países comparten la misma estación, porque depende del hemisferio en que se encuentran.Las características de las estaciones del año desde nuestra ubicación geográfica son:El verano es seco y con altas temperaturas (caluroso).El invierno presenta precipitaciones abundantes y bajas temperaturas.La primavera tiene temperaturas templadas y tiempo atmosférico estable.El otoño presenta precipitaciones débiles y bajas temperaturas a medida que se aproxima al invierno.

Una pelota de plumavit representa la Tierra en este modelo. - Dibujen la línea ecuatorial, continentes y/o marcar con

un punto su posición en la Tierra; destaquen el continente americano.

- Un palito de brocheta insertado en los polos representará el eje de la Tierra.

- Señalen qué cuerpo representará la ampolleta de linterna encendida en su modelo, si en este caso ocupa un punto fijo y tiene luz propia. (El Sol)

¿Cómo creen que se mueve la Tierra durante un día? Pueden primero mover el eje a favor de las agujas del reloj y luego en contra: ¿Qué sentido del movimiento es más coherente con sus conocimientos e ideas previas?R: La Tierra se nueve durante un día sobre su eje, el sentido mas coherente eses a favor de las agujas del reloj.

- Desplacen el cuerpo que representa a la Tierra alrededor del Sol. ¿Es importante si el eje del cuerpo que representa a la Tierra se encuentra en posición vertical o inclinada? ¿Qué ocurriría con la cantidad de energía que recibe un punto en la superficie si el eje es vertical en comparación con el eje inclinado?R: Si, es importante que este inclinada, por la acumulación de energía que recibe la Tierra.La cantidad de energía se concentraría en el centro de la Tierra (Línea del Ecuador), los polos no recibirían energía, por lo tanto esa zona siempre recibiría luz solar, las zonas climáticas cambiarían.

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- Posteriormente integren los movimientos de rotación y traslación de la Tierra; recuerden que el eje Terrestre siempre está inclinado aproximadamente 23° (transportador) con respecto al plano de la órbita. En algunas épocas del año el hemisferio norte está inclinado al Sol y en otros, el hemisferio sur (es importante mantener el ángulo de inclinación, aproximado, durante todo el movimiento de traslación).

- Exploren los cambios de luz y sombra durante los movimientos, procurando establecer relaciones entre estos cambios de iluminación y de sombra respecto de la alternancia entre el día y la noche. No es necesario ejecutar las 365 rotaciones en la traslación completa.

- Inserten un alfiler (de cabeza grande) en un lugar en la Tierra, que representará a una persona; observen el cambio de iluminación de la persona en la Tierra, al rotar y trasladar este cuerpo. Pongan en diferentes posiciones su alfiler (persona) y observen lo que sucede.

¿Cuánto tarda una rotación completa y un giro completo alrededor delSol?R: Una rotación completa tarda 23 horas con 56 minutos y un giro completo alrededor del Sol tarda 365 días aproximadamente.Desafíos:

- Si ponemos a la persona en la línea ecuatorial y hacemos rotar la Tierra,¿Podrías identificar los siguientes momentos:El momento en que la persona observa el amanecer.El mediodía.La puesta del Sol.La medianoche.

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- Imagina que estás en el Polo Sur: ¿Qué observarás en relación a la luminosidad recibida del Sol durante un año entero rotando y trasladándote? ¿Qué sucederá si estás en el Polo Norte? ¿Qué diferencia existe con la situación anterior?R: Ocurren las estaciones del año, la luz aumenta o disminuye dependiendo de ellas.La luminosidad sería mas marcada ya existirían periodos extensos de ausencia de luz y otros con presencia de luz durante todo el día.

- Si ponemos a la persona en nuestra latitud y simulamos un año entero, rotando y trasladando la Tierra: ¿En qué puntos de la órbita la persona observará el día más largo (luz) y el más corto? R: Cuando la Tierra está en su punto máximo de acercamiento al Sol se produce el día más largo, en cambio cuando la Tierra está en su punto máximo de lejanía se produce el día más corto.

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Haciendo predicciones acerca del efecto de la dirección de los rayos de luz sobre los cuerpos

a. Si ponemos un pedazo de mantequilla o cubos de hielo a una cierta distancia, directamente debajo de la lámpara, (alargador eléctrico) encendemos la luz y medimos el tiempo que demora la mantequilla o hielo en derretirse.b. Si cambiamos el ángulo de la lámpara, para que los rayos lleguen muy inclinados, pero se mantiene la misma distancia (huincha de medir) entre la lámpara y el objeto.

¿Espera observar algunas diferencias? ¿Qué justificación tiene para plantear eso?R: Si se derretiría más rápido, esto se justifica en la inclinación en que recibirían la energía calórica.

Repitan el experimento con otro pedazo de mantequilla o hielo, en lo posible, de las mismas dimensiones.

Extrapolen los resultados obtenidos anteriormente con sus experiencias cotidianas de percepción de calor durante las 24 horas del día. (Ambientes de exteriores).

Desafíos:

El verano es la estación del año más calurosa; entonces, es la época en que hay una mayor intensidad de luz y más horas de iluminación.Utilizando el modelo representen la estación de verano en el hemisferio sur.

- ¿Cuáles son los meses de verano, representados por esta situación?R: Verano en el hemisferio norte, Junio, Julio, Agosto y Septiembre.

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- En un día (24 horas) en el verano, ¿hay más horas de iluminación o de oscuridad?R: Hay más días de iluminación y los días son más largos.

- ¿Cómo es el sentido del ángulo de inclinación del hemisferio norte, respecto del Sol, comparado con el hemisferio sur?R: Si es verano en el hemisferio norte, el ángulo de inclinación con respecto al Sol sería hacia él.

- ¿Cuál es la estación en el hemisferio norte?R: Verano

Ubiquen la Tierra para producir un día de invierno en el hemisferio sur.

- ¿Cómo es la iluminación en el polo sur?R: Menos iluminación y los días más cortos.

- ¿A qué mes del año, en el hemisferio sur, podría representar la posición exhibida?R: Junio, Julio, Agosto y Septiembre.

- ¿Qué estación correspondería al hemisferio norte?R: Verano

- ¿Cómo es la iluminación en el polo norte?R: Hay más días de iluminación y los días son más largos.

Ubiquen la Tierra en la estación de primavera en el sur.¿Cuál es la inclinación del eje de la Tierra con respecto al Sol? (Recuerde que la inclinación del eje con respecto a las estrellas no cambia, pero sí cambia con respecto al Sol debido a la traslación de la Tierra).R: En un ángulo de 23º.¿Cuál mes puede ser representado?R: Octubre.¿Qué estación tiene el hemisferio norte en esta época?R: La estación sería otoño.Para concluir, mueve la Tierra a través de una órbita completa, indicando las posiciones que corresponden a las cuatro estaciones.

Compara el ángulo de los rayos de luz en verano respecto del invierno.Compara el número de horas luz diaria del verano con respecto al invierno.

Un preconcepto que surge con frecuencia acerca de las estaciones, es que tenemos verano cuando la Tierra está cerca del sol e invierno cuando está lejos. ¿Cómo podrías refutar esta afirmación, de acuerdo a lo aprendido?R: Es el conjunto de los movimientos de rotación, traslación y la inclinación del eje de la Tierra, esto influye en la inclinación del eje de los polos.Formula una hipótesis para explicar el fenómeno de las estaciones del año.R: A mayor inclinación de cada polo hacia el Sol será verano en su respectivo hemisferio.

Respondan las preguntas: ¿Qué aprendí? ¿Cambiaron mis ideas? ¿Cómo?R: Aprendimos los movimientos del Sol, la Tierra y la Luna, también la importancia del eje de inclinación de la Tierra.Logramos profundizar nuestros conocimientos y aclarar dudas a través de la experimentación.

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