trabajo grupal

Universidad Diego PortalesModulo: Contenido y Didáctica Ciencias Naturales

Trabajo en parejas:

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

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

Imagínense que son científicas 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?

R. - Las condiciones atmosféricas al salir al espacio, flotar dentro de la nave, la alimentación, enfrentarse a una realidad totalmente distinta a la acostumbrada en nuestro planeta.

- ¿Qué quieres aprender durante el viaje?R. - Aprender de que está compuesta la estrella visitada, si existe algún ser vivo, observar de la estrella nuestro planeta y el espacio.

- ¿Qué tipos de cosas y objetos esperas ver en el viaje?R. - Piedra, rocas, estrellas, meteoritos.

Hagamos algunos cálculos:

- Si la rapidez de la luz corresponde a 300.000 km/s, ¿qué distancia recorrerá la luz en un año de 365 días? El resultado obtenido corresponde a la unidad de distancia y recibe el nombre de año-luz ( light year).

R. - Año luz = 9,46728 × 1012 km = 9.467.280.000.000 km

- La estrella más cercana al Sistema Solar se denomina Próxima-Centauro, y se encuentra a una distancia de 4.2 año-luz. Expresar esa cantidad en kilómetros.

R. - Distancia = 42.000.000.000.000 kilómetros del Sistema Solar

Organicemos:

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Trabajo en parejas:

- 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.

ADJUNTO PPT

¿El Universo cambia?

- Dibuja galaxias (como puntos o espirales) en la superficie del un 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. - Se expanden, se alejan

- ¿Qué sucede con las distancias entre galaxias?R - Las distancias de las galaxias se alejan y se agrandan

- 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. - Disminuyen las distancias de las galaxias.

Empecemos por conocer el Sistema Solar

¡A observar diariamente la Luna!Registra tus observaciones, indicando la fecha y hora. Agrega comentarios o preguntas.

(Registro adjunto Guía N° 1)

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Trabajo en parejas:

¿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.

- 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.

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Tierra Luna

distancia 30 veces diámetro de la tierra : 240 cms (2mts, 4 cms)8 cm diam 2 cm

El diámetro de la Tierra es 4 veces más grande que la Luna.


Trabajo en parejas:

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 duplica, el diámetro aumenta a 60 cms. Por lo tanto, la distancia aumenta 60 veces el diámetro de la Tierra.

Predigan el tamaño y distancia que tendría el Sol a la misma escala utilizando los datos disponibles e intenten representarlos de alguna forma.

- ¿Cuáles son las principales dificultades que tuviste en la construcción del modelo?

R. Determinar escala de tamaño de los cuerpos, calcular la distancia

Y definir diámetros de los modelos a calcular

- ¿Por qué es difícil hacer un modelo a escala real para mostrar tamaños y distancias astronómicas?

R. Es difícil porque hay que considerar escalas pequeñas, las distancias son enormes para modelarlas de manera concreta o grafica.

- 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 seria cuatro veces más grande que la Luna, hay que determinar el diámetro de la Tierra, no muy grande, para calcular distancia.

- El modelo hecho en la clase: ¿Muestra los tamaños relativos de los tres cuerpos con facilidad? ¿Muestra las distancias entre ellos?

R. Al considerar bien los diámetros y la proporción de tamaño que hay entre ellos se puede calcular bien la distancia entre los cuerpos.

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Distancia: 12500 veces diámetro de la tierra : 100.000 cms =100 mts Sol Tierra

La relación de diámetro del Sol con respecto a la Tierra es de 100:1

8 cm diam

800 cm diam.


Trabajo en parejas:

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.La información útil es observar el tamaño que hay entre los cuerpos, la distancia se puede observar entre ellos.

- ¿Que características del sistema Sol-Tierra-Luna no son representadas en tu modelo?;

R. No son representadas los movimientos de la Tierra, la orbita de la Tierra,

- El eje de la tierra, movimientos de la Luna Rotación sobre su eje y, traslación alrededor de la tierra.

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?R. - La tierra realiza un movimiento contrario al del reloj de oeste

a este con una duración 23 horas y 56 minutos. - Movimiento de rotación y traslación.- Recreando la rotación que realizan cada uno de ellos. Y

observando el movimiento de la luna.

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. No teníamos conocimiento de la rotación del sol.

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.

Tercera etapa: Traslación de la Luna alrededor de la Tierra.

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Trabajo en parejas:

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?

R. Tardar en dar una vuelta sobre su eje el mismo tiempo que en dar una vuelta alrededor de la tierra, siempre nos muestra una 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.

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?

R. La tierra se mueve de oeste a este en su propio eje, luna de este a oeste y el sol experimenta una rotación sobre sí mismo en un tiempo próximo a los 25 días alrededor de un eje inclinado unos 7 grados 11`con respecto a la eclíptica, no uniformemente para los todos los puntos del globo solar.

Las evidencias reunidas, ¿permiten explicar el porqué siempre observamos la misma superficie lunar?

Una alternativa: Secuencia fotográfica del modelo dinámico

Para comenzar, marquen la posición del Sol, dibujando una cruz en el piso (puede ser con tiza o cinta adhesiva) y luego la trayectoria de la Tierra, utilizando los mismos materiales.

A continuación y lentamente, repitan los movimientos de rotación y traslación, ya practicados en la actividad anterior, insertando pausas para que quien dirige tome una secuencia de fotografías; es importante que la persona responsable de tomar las fotografías mantenga su posición.

Traspasen las fotografías de la cámara al PC y luego, utilicen el power point para hacer una presentación de las fotografías en secuencia y avanzando de manera automática, con el fin de obtener una animación del movimiento. De esta manera, pueden ver sus modelos dinámicos, relacionar lo visto con lo experimentado y consolidar sus aprendizajes.

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Trabajo en parejas:

¿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.

Cuerpo Tiempo de rotación Tiempo de traslación

Luna Orbita en 29,53 (alrededor de la tierra)

Tierra 23 horas 56 minutos (alrededor del sol)

Sol --------------------------- (Alrededor del centro de la galaxia)

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. Como la luna tarda en dar una vuelta sobre su propio eje el mismo tiempo que tarda en dar una vuelta alrededor de la tierra.

¿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. El tiempo atmosférico cambia de acuerdo al lugar y ubicación de un lugar en nuestro planeta, propiciado por el movimiento de traslación. - no, porque el efecto del movimiento de traslación de la tierra y la inclinación del eje, producen que las distintos zonas de nuestro planeta se encuentren en diferentes estaciones. - verano, hace mucho calor, los días son más largos; primavera es más cálido y crecen las flores, otoño, es más frio y caen las hojas de los árboles, invierno llueve, las temperaturas son muy bajas.- En verano hay más duración de luz solar mientras que en invierno los días son más corto y como diría “Cristóbal llega luego el oscuro”.

Una pelota de plumavit representa la Tierra en este modelo.

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Trabajo en parejas:

- 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 encendida en su modelo, si en este caso ocupa un punto fijo y tiene luz propia.

¿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. - Girando sobre sí misma y a la vez desplazándose en la orbita alrededor del sol.

- El sentido de rotación que marca el día y la noche.- El sentido de traslación que da lugar a las estaciones del año.

- 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. - Ocurre que si esta al centro se concentra más la energía y ambos polos llegarían los rayos más débiles siendo más fríos durante todo el año.

- Posteriormente integren los movimientos de rotación y traslación de la Tierra; recuerden que el eje Terrestre siempre está inclinado aproximadamente 23° 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

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Trabajo en parejas:

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 del Sol?

R. - El movimiento de rotación tarda 24 horas. - El movimiento de traslación tarda 365 días.

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.

- 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. - Polo sur: en invierno serian más días oscuros y en verano mas horas del día. Polo norte más días de invierno y oscuridad.

- 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. - Según puntos de la orbita en verano en el sur de Chile hay más horas de luz. En inverno los días son más cortos.

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

a. Si ponemos un pedazo de mantequilla o hielo a una cierta distancia, directamente debajo de la lámpara, encendemos la luz y medimos el tiempo que demora la mantequilla o hielo en derretirse.

R. - El hielo se derrite primero.

b. Si cambiamos el ángulo de la lámpara, para que los rayos lleguen muy inclinados, pero se mantiene la misma distancia entre la lámpara y el objeto.

¿Espera observar algunas diferencias? ¿Qué justificación tiene para plantear eso?

R. - La mantequilla solo se pone blanda y no se derrite y en comparación al anterior el hielo se demora mas en derretirse

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Trabajo en parejas:

por la inclinación de la lámpara llega menos calor, menos energía.

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).

R. - En ambientes exteriores hay mas calor durante el día que en ambientes cerrados es más frío puesto que no llegan los rayos del sol tan directamente, al igual que en el experimento.

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. Diciembre, enero, febrero y marzo.- En un día (24 horas) en el verano, ¿hay más horas de iluminación o de

oscuridad?R. Más horas de luz.- ¿Cómo es el sentido del ángulo de inclinación del hemisferio norte,

respecto del Sol, comparado con el hemisferio sur?R. Más de los 23º de inclinación menos luz más frío.

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Trabajo en parejas:

- ¿Cuál es la estación en el hemisferio norte?R. Invierno.Ubiquen la Tierra para producir un día de invierno en el hemisferio sur.

- ¿Cómo es la iluminación en el polo sur?R. Menos luz en el invierno, mes de julio aproximadamente.- ¿A qué mes del año, en el hemisferio sur, podría representar la posición

exhibida?R. Mes de Julio. - ¿Qué estación correspondería al hemisferio norte?R. La estación de verano. - ¿Cómo es la iluminación en el polo norte?R. Más luz que el polo sur.

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. El eje de rotación de la Tierra está inclinado unos 23,5º aproximadamente con respecto al plano de la órbita que describe alrededor del Sol¿Cuál mes puede ser representado?R. Mes de Septiembre.¿Qué estación tiene el hemisferio norte en esta época?R. En 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.R. Rayos del sol más directos en verano y en invierno están mas inclinados por lo tanto son más débiles. Compara el número de horas luz diaria del verano con respecto al invierno.R. La luz del día más largos en verano. Menos luz en 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. ¿Como podrías refutar esta afirmación, de acuerdo a lo aprendido?

R. Se trata que los rayos solares caigan más verticales sobre el hemisferio sur dando lugar al verano, mientras que en el otro hemisferio los rayos son más inclinados y débiles y deben atravesar débilmente la atmosfera provocando que se enfríen antes de llegar a la tierra dando lugar al invierno.

Ósea que depende de la inclinación del eje la tierra y de sus movimientos.

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Trabajo en parejas:

Formula una hipótesis para explicar el fenómeno de las estaciones del año.

R. Las estaciones del año dependen del eje de inclinación de la tierra y de sus movimientos.

Respondan las preguntas:¿Qué aprendí? R. Que las estaciones del año van de acuerdo al movimiento de traslación y también del eje de inclinación que posee la tierra.

¿Cambiaron mis ideas?R. Claro que la importancia de la inclinación del eje de la tierra. ¿Cómo?R. A través del experimento y de la investigación.

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trabajo grupal

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